KR20070020702A - 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템 - Google Patents

직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 상기 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리는 서로 대향하여 위치하는 애노드 및 캐소드 전극과 상기 애노드 및 캐소드 전극 사이에 위치한 고분자 전해질막을 포함하고, 상기 애노드 전극은 촉매층 및 전극 기재를 포함하며, 상기 전극 기재는 상기 촉매층과 접하며 형성된, 평균 직경 1 내지 5 ㎛의 기공을 갖는 제 1 전극 기재층 및 상기 제 1 전극 기재층과 접하며 형성된, 평균 직경 5 내지 50 ㎛의 기공을 갖는 제 2 전극 기재층을 포함한다.
본 발명의 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리는 연료의 공급과 이산화탄소의 배출이 원활하여 그를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
직접 산화형 연료 전지, 막-전극 어셈블리, 전극 기재, 제 1 전극 기재층, 제 2 전극 기재층,

Description

직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템{MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY FOR DIRECT OXIDATION FUEL CELL AND DIRECT OXIDATION FUEL CELL SYSTEM COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리의 개략적 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 산화형 연료 전지 시스템을 나타낸 구성도.
[산업상 이용분야]
본 발명은 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 애노드 전극에서의 연료의 공급 및 이산화 탄소의 배출이 원활하여 성능이 향상된 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템에 관한 것이다
[종래기술]
연료 전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산화제의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
연료 전지의 대표적인 예로는 고분자 전해질형 연료 전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell)를 들 수 있다. 상기 직접 산화형 연료 전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접 메탄올 연료 전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)라 한다.
일반적으로 고분자 전해질형 연료 전지는 에너지 밀도가 크고, 출력이 높다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.
이에 반해 직접 산화형 연료 전지는 반응속도가 느려서 고분자 전해질형에 비해 에너지 밀도가 낮고, 출력이 낮으며, 많은 양의 전극 촉매를 사용하여야 하나, 액체 상태인 연료의 취급이 용이하고 운전 온도가 낮으며 특히 연료 개질 장치를 필요하지 않는다는 장점이 있다.
이러한 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate))로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수십개로 적층된 구조를 가진다. 상기 막-전극 어셈블리는 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화전 극"이라 한다)과 캐소드 전극(일명, "공기극" 또는 "환원 전극"이라고 한다)이 접착된 구조를 가진다.
직접 산화형 연료 전지에서는 애노드 전극에서의 반응인 연료의 산화 반응 속도가 느려 연료 전지의 성능에 큰 영향을 미치므로, 현재 연료의 산화 반응 속도를 향상시키고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 직접 산화형 연료 전지에서는 탄화 수소 계열의 연료가 애노드 전극에서 직접 산화하므로 이산화 탄소가 발생하게 되는데, 이산화 탄소는 연료의 산화 반응을 더욱 어렵게 만드는 바, 그 배출을 원활하게 하는 것이 직접 산화형 연료 전지의 성능 향상에 큰 비중을 차지한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 애노드 전극에서의 연료의 공급과 이산화탄소의 배출이 원활하여 성능이 향상된 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하여 위치하는 애노드 및 캐소드 전극과 상기 애노드 및 캐소드 전극 사이에 위치한 고분자 전해질막을 포함하는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리로서, 상기 애노드 전극은 촉매층 및 전극 기재를 포함하고, 상기 전극 기재는 상기 촉매층과 접하며 형성된, 평균 직경 1 내지 5㎛의 기공을 갖는 제 1 전극 기재층 및 상기 제 1 전극 기재층과 접하며 형성된, 평균 직경 5 내지 50㎛의 기공을 갖는 제 2 전극 기재층을 포함하는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 포함하는 적어도 하나의 전기 발생부, 상기 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료 공급부 및 상기 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 막-전극 어셈블리는 애노드 전극 및 캐소드 전극과, 이 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하는 구성을 갖는다.
막-전극 어셈블리에서는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통해 전기가 발생하게 되는데, 그 과정은 다음과 같다. 연료와 물이 애노드 전극으로 유입하면 전극 기재를 지나 촉매층으로 전달되고, 촉매층에서는 연료의 산화 반응에 의해 수소 이온과 전자 그리고 이산화탄소가 생성된다. 촉매층에서 발생한 수소 이온은 고분자 전해질막을 통해 캐소드 전극으로 이동하며, 이산화탄소는 애노드 전극의 촉매층과 전극 기재를 통해 밖으로 배출되게 된다. 캐소드 전극에서는 상기 고분자 전해질막을 통해 공급받은 수소 이온과 전극 기재를 지나 촉매층으로 전달된 산소로부터 물을 생성시키는 환원 반응이 일어난다. 상기 산화 반응과 환원 반응 중의 전자의 이동으로 전기가 발생하게 된다.
본 발명은 연료가 전극 기재를 지나 촉매층으로 원활히 공급되고, 연료의 산화 반응을 어렵게 만드는 이산화탄소가 촉매층으로부터 빠른 시간 내에 배출될 수 있도록 하여 전지의 성능을 향상시키기 위한 구조를 갖는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 막-전극 어셈블리의 애노드 전극은 촉매층에 접하며 형성되며, 이산화탄소의 배출이 가장 용이한 크기의 기공을 갖는 제 1 전극 기재층과, 제 1 전극 기재층과 접하도록 형성되며, 연료의 공급이 가장 용이한 크기의 기공을 갖는 제 2 전극 기재층을 포함한다.
상기 이산화탄소의 원활한 배출을 위한 제 1 전극 기재층은 평균 직경 1 내지 5㎛의 기공을 갖는 것이 바람직하며, 평균 직경 3 내지 5㎛의 기공을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 기공의 평균 직경이 5㎛를 초과하면 이산화탄소의 배출이 어려워 바람직하지 못하고, 1㎛ 미만이면 연료가 촉매층으로 이동하는데 어려움이 있어 바람직하지 못하다.
상기 연료의 용이한 공급을 위한 제 2 전극 기재층은 평균 직경 5 내지 50㎛의 기공을 갖는 것이 바람직하며, 평균 직경 10 내지 30㎛의 기공을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 기공의 평균 직경이 50㎛를 초과하면 생성된 이산화탄소의 통과에 문제가 있어 바람직하지 못하고, 5㎛ 미만이면 연료의 공급에 문제가 있어 바람직하지 못하다.
제 1 및 제 2 전극 기재층은 연료가 촉매층 전면에 균일하게 확산될 수 있도록 그 두께를 적절히 조절할 수 있는데, 제 1 전극 기재층은 15 내지 60㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 제 2 전극 기재층은 15 내지 130㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에 있어 상기 제 1 및 제 2 전극 기재층의 두께가 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 전극 기재층은 도전성 기재로 구성되는데, 그 대표적인 예로 탄소 페이퍼(carbon paper), 탄소 천(carbon cloth), 탄소 펠트(carbon felt) 또는 금속천(섬유 상태의 금속천으로 구성된 다공성의 필름 또는 고분자 섬유로 형성된 천의 표면에 금속 필름이 형성된 것(metalized polymer fiber)을 말함)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 촉매층은 탄화수소 계열 연료의 산화를 촉매적으로 도와주는 이른바 금속 촉매를 포함하는 것으로서, 종래 통상적으로 사용되던 백금계 촉매가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 백금계 촉매로는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 또는 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이 금속) 중에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 사용할 수 있다.　
상기 금속 촉매는 그 자체로 또는 담체에 담지되어 사용될 수 있는데, 담체로는 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 활성 탄소, 케첸 블랙, 흑연과 같은 탄소를 사용할 수도 있고, 또는 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아 등의 무기물 미립자를 사용할 수도 있으나, 탄소가 가장 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 막-전극 어셈블리는 연료 및 산화제를 펌프를 사용하여 전기 발생부로 공급하는 연료 전지 시스템 및 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하는 연료 전지 시스템 모두에 유용하게 사용될 수 있다. 특히 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하는 연료 전지 시스템에서 더욱 큰 효과를 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리의 개략적 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리(10)는 고분자 전해질막(110) 및 상기 고분자 전해질막의 양면에 각각 배치되는 애노드 전극(100)과 캐소드 전극(100')을 포함한다. 상기 애노드 전극(100)은 제 1 전극 기재층(103a) 및 제 2 전극 기재층(103b)을 포함하는 2층 구조의 전극 기재(103)와 촉매층(102)을 포함한다.
캐소드 전극(100')은 연료 전지의 캐소드 전극으로서 기능할 수 있는 것이라면 한정되지 않으며, 도면에 도시된 것처럼 통상적으로 사용되는 전극 기재(103')와 촉매층(102')을 포함하는 구조뿐 아니라, 애노드 전극에서와 같이 이층 구조의 촉매층을 갖는 구조 역시 채용될 수 있다.
캐소드 전극의 전극 기재(103')에 사용되는 재료로는 애노드 전극(100)에서와 동일하게 도전성 기재로 구성되는데, 그 대표적인 예로 탄소 페이퍼(carbon paper), 탄소 천(carbon cloth), 탄소 펠트(carbon felt) 또는 금속천(섬유 상태의 금속천으로 구성된 다공성의 필름 또는 고분자 섬유로 형성된 천의 표면에 금속 필름이 형성된 것(metalized polymer fiber)을 말함)이 사용될 수 있다.
캐소드 전극의 촉매층에는 산화제 환원 반응을 돕는 촉매가 사용되는데, 상기 애노드 전극에서 사용되는 백금계 촉매가 캐소드 전극에서도 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 고분자 전해질 막으로는 애노드 전극의 촉매층에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극의 촉매층으로 이동시키는 이온 교환의 기능을 가지며, 수소 이온 전도성이 우수한 고분자를 사용할 수 있다.　
그 대표적인 예로는 측쇄에 설폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 갖고 있는 고분자 수지를 들 수 있다.　
상기 고분자 수지의 대표적인 예로는 플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤계 고분자 또는 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸(poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole) 또는 폴리(2,5-벤즈이미다졸) 중에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.　 일반적으로 상기 고분자 전해질 막은 10 내지 200㎛의 두께를 갖는다.
본 발명은 또한, 본 발명의 막-전극 어셈블리 및 이 막-전극 어셈블리의 양면에 위치하는 세퍼레이터(바이폴라 플레이트)를 포함하는 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템을 제 공한다.
본 발명의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 하며, 상기 산화제 공급부는 산소 또는 공기와 같은 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다. 상기 전기 발생부는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 발생시키는 역할을 한다.
상기 연료로는 기체 또는 액체 상태의 수소 또는 탄화수소 연료가 사용될 수 있으며, 대표적인 탄화수소 연료로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 천연 가스를 들 수 있다.　 상기 산화제로는 산소 또는 공기를 들 수 있다.
상기 세퍼레이터에는 애노드 전극으로 연료를 공급하고, 캐소드 전극으로 산화제를 공급하기 위한 유로 채널이 형성되어 있으며, 금속 또는 흑연으로 형성된다.
본 발명의 연료 전지 시스템의 개략적인 구조를 도 2에 나타내었으며, 이를 참조로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.　 도 2에 나타낸 구조는 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하여 연료 및 산화제를 전기 발생부로 공급하는 시스템을 나타내었으나, 본 발명의 연료 전지 시스템이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 펌프를 사용하여 연료 또는 산화제를 공급하는 연료 전지 시스템에도 사용할 수도 있음은 당연한 일이다.
본 발명의 연료 전지 시스템은 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부를 갖는 스택(1)과, 상기한 연료를 공급하는 연료 공급부(2)와, 산화제를 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부(3)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서 연료 공급부(2)의 연료는 펌프 없이 중력 또는 모세관 현상을 이용해 전기 발생부에 공급될 수 있으며, 산화제 공급부(3)의 산화제는 확산에 의해 전기 발생부로 공급될 수 있다.
상기 전기 발생부는 연료의 산화, 산화제의 환원 반응이 일어나는 막/전극 어셈블리(10)와 이 막/전극 어셈블리의 양측에 연료와 산화제를 공급하기 위한 세퍼레이터(바이폴라 플레이트)(20)로 구성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
탄소 파이버(carbon fiber)를 전기 방사한 후 탄화시키는 방법으로 평균 직경 20㎛의 기공을 갖고, 60㎛의 두께를 갖는 탄소천(제 2 전극 기재층)을 제조하고, 탄소 파이버(carbon fiber)를 전기 방사한 후 탄화시키는 방법으로 평균 직경 3㎛의 기공을 갖고, 40㎛의 두께를 갖는 탄소천(제 1 전극 기재층)을 제조한 후 제 1 전극 기재층 위에 제 2 전극 기재층을 코팅하여 전극 기재를 제조하였다.
20 중량%의 백금이 담지된 탄소분말(Pt/C) 3g, 벤조일 퍼옥사이드 0.01g 및 5 중량% Nafion 0.7g을 메탄올 10g에 첨가하여 촉매층 형성용 코팅 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 상기 전극 기재의 제 1 전극 기재층 위에 코팅하여 애노드 전 극을 제조하였다.
20 중량%의 백금이 담지된 탄소분말(Pt/C) 3g, 벤조일 퍼옥사이드 0.01g 및 5 중량% Nafion 0.7g을 메탄올 10g에 첨가하여 촉매층 형성용 코팅 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 탄소지 위에 코팅하여 캐소드 전극을 제조하였다.
상기 애노드 및 캐소드 전극 사이에 Nafion(DuPont 사 제품) 고분자 막을 놓고 100℃에서 80 분간 소성한 후 열간 압연하여 막-전극 어셈블리(MEA)를 제조하였다.
상기 제조된 막-전극 어셈블리를 두 장의 가스켓(gasket) 사이에 삽입한 후 일정 형상의 가스 유로 채널과 냉각 채널이 형성된 2개의 바이폴러 플레이트에 삽입한 후 구리 엔드(end) 플레이트 사이에서 압착하여 단위 전지를 제조하였다.
(비교예)
비교예 1
탄소 파이버(carbon fiber)를 전기 방사한 후 탄화시키는 방법으로 평균 직경 3㎛의 기공을 갖고, 100㎛의 두께를 갖는 탄소천을 제조하고, 이를 전극 기재로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 단위 전지를 제조하였다.
제조된 실시예 및 비교예의 연료 전지의 애노드 전극과 캐소드 전극에 50% 가습된 공기와 수소를 공급하였으며, 60℃에서 back pressure가 없는 상태로 운전시켰다. 본 발명의 실시예에서 애노드 전극이 단층구조의 전극 기재를 갖는 비교예에 비해 동일 전압에서 훨씬 우수한 전류밀도 특성을 나타냄을 확인하였다.
본 발명의 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리는 연료의 공급과 촉매층에서 발생한 이산화탄소의 배출이 원활하여 애노드 전극에서의 연료의 산화 반응 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 서로 대향하여 위치하는 애노드 및 캐소드 전극; 및
    상기 애노드와 캐소드 전극 사이에 위치한 고분자 전해질막을 포함하는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리로서,
    상기 애노드 전극은 촉매층 및 전극 기재를 포함하고,
    상기 전극 기재는 상기 촉매층과 접하며 형성된, 평균 직경 1 내지 5㎛의 기공을 갖는 제 1 전극 기재층 및 상기 제 1 전극 기재층과 접하며 형성된, 평균 직경 5 내지 50㎛의 기공을 갖는 제 2 전극 기재층을 포함하는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 전극 기재층은 평균 직경 3 내지 5㎛의 기공을 갖는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 전극 기재층은 평균 직경 10 내지 30㎛의 기공을 갖는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 전극 기재층은 15 내지 60㎛의 두께를 갖는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2 전극 기재층은 15 내지 130㎛의 두께를 갖는 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매층은 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이 금속)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것인 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 전해질막은 플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤계 고분자 및 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 것인 직접 산화형 연료 전지용 막- 전극 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고분자 전해질막은 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸(poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole) 및 폴리(2,5-벤즈이미다졸)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 것인 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 따른 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 포함하는 적어도 하나의 전기 발생부;
    상기 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료공급부; 및
    상기 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템.
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